(57)【要約】【課題】透明感光性樹脂層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行って配向制御突起を形成する配向制御突起形成工程において、段階的に透過率が変化するパターン露光領域を有する露光マスクを用いて、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って配向制御突起を形成するカラーフィルタ基板の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】透明基板１１上にブラックマトリクス２１ｂ、着色フィルタ層３０、透明電極４１が形成された基板に、透明樹脂からなるクリアレジストをスピンナーで塗布し、透明電極４１上にクリアレジスト層５１を形成し、グラデーション処理が施されたパターン露光領域７２を有する露光マスク７０を用いてクリアレジスト層５１にパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行い、階段状の配向制御突起５１ａを形成し、加熱処理して先端が滑らかな形状の配向制御突起５１ｂを形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも透明基板上に黒色感光性樹脂層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス形成工程と、着色感光性樹脂層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行って複数の着色フィルタを形成する着色フィルタ形成工程と、透明電極形成工程と、感光性樹脂層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行って配向制御突起を形成する配向制御突起形成工程とを有するカラーフィルタ基板の製造方法において、前記配向制御突起形成工程のパターン露光に使用する露光マスクのパターン露光領域は段階的に透過率が変化するようにグラデーション処理が施されており、前記グラデーション処理が施されたパターン露光領域を有する露光マスクを用いてパターン露光、現像等のパターニング処理を行って階段状の配向制御突起（５１ａ）を形成し、加熱フローして先端が滑らかな形状の配向制御突起（５１ｂ）を形成することを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項２】
前記露光マスクのパターン露光領域は中心部の透過率が一番高く、周辺にいくに従って段階的に透過率が低くなっていることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項３】
前記露光マスクのパターン露光領域は中心部の透過率が一番低く、周辺にいくに従って段階的に透過率が高くなっていることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＦＴカラー液晶ディスプレイパネルに使用されるカラーフィルタ基板の製造方法に関し、特に、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）方式のＴＦＴカラー液晶ディスプレイパネルに使用される配向制御突起を有するカラーフィルタ基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大型カラーテレビ、ノートパソコン、携帯用電子機器の増加に伴い、液晶ディスプレイ、特にカラー液晶ディスプレイパネルの需要の増加はめざましいものがある。
一般に、液晶表示ディスプレイパネルにおいて、現在最も広く使用されている液晶セル駆動方式は、ＴＮ（ねじれネマティック）方式とＳＴＮ（超ねじれネマティック）方式による縦電界駆動型であり、近年、ＴＦＴ液晶表示装置の視野角、コントラスト、応答速度をを改善する方式の一つとしてＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）方式のＴＦＴカラー液晶ディスプレイパネルが提案され、それに使用する配向制御突起を有する液晶表示装置用カラーフィルタも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）方式のＴＦＴカラー液晶ディスプレイパネルに使用されるカラーフィルタ基板の一例を図５（ｇ）に示す。
カラーフィルタ基板２００は、透明基板１１上にブラックマトリックス２１ｂと、赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ、青色フィルタ３３Ｂからなる着色フィルタ層３０と、透明電極４１と、配向制御突起６１ａが形成されたものである。
【０００４】
以下カラーフィルタ基板２００の製造方法について説明する。
図５（ａ）〜（ｇ）は、カラーフィルタ基板の製造方法の一例を示す模式構成断面図である。
まず、透明基板１１上にアクリル系樹脂にカーボンブラックを分散した黒色の感光性樹脂をスピンナーにて塗布し、黒色感光性樹脂層２１を形成し（図５（ａ）参照）、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、ブラックマトリクス２１ｂを形成する（図５（ｂ）参照）。
【０００５】
次に、アクリル系の感光性樹脂に赤色顔料を分散した赤色感光性樹脂溶液をスピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂが形成された透明基板１１上に塗布して赤色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使って露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、赤色フィルタ３１Ｒを形成する（図５（ｃ）参照）。
【０００６】
次に、アクリル系の感光性樹脂に緑色顔料を分散した緑色感光性樹脂溶液をスピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂ及び赤色フィルタ３１Ｒが形成された透明基板１１上に塗布して緑色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使って露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、緑色フィルタ３２Ｇを形成する（図５（ｄ）参照）。
【０００７】
次に、アクリル系の感光性樹脂に青色顔料を分散した青色感光性樹脂溶液をスピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂ、赤色フィルタ３１Ｒ及び緑色フィルタ３２Ｇが形成された透明基板１１上に塗布して青色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使って露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、青色フィルタ３３Ｂを形成し、ブラックマトリクス２１ｂが形成された透明基板１１上に赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ及び緑色フィルタ３３Ｂからなる着色フィルタ層３０を形成する（図５（ｅ）参照）。
【０００８】
次に、着色フィルタ層３０及び透明基板１１上にスパッタリング等にて酸化インジウム錫膜からなる透明電極４１を形成する（図５（ｆ）参照）。
【０００９】
さらに、アクリル系樹脂を主成分とする感光性樹脂溶液をスピンナーで塗布し、透明樹脂感光層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、加熱硬化して配向制御突起６１ａを形成し、ブラックマトリクス２１ｂ、着色フィルタ層３０、透明電極４１、配向制御突起６１ａが形成されたカラーフィルタ基板２００を得ることができる（図５（ｇ）参照）。
【００１０】
カラーフィルタ基板２００をＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）方式のＴＦＴカラー液晶ディスプレイパネルに用いた場合、配向制御突起６１ａはパネル特性上滑らかなテーパー形状が要求される。
カラーフィルタ基板２００と対向基板（ＴＦＴ基板）とを貼り合わせてパネル化した場合、配向制御突起６１ａのテーパー形状が垂直に立ちすぎると、配向規制の及ばない領域が出現し、光漏れ不良となり問題となっている。
従来の配向制御突起６１ａの形成方法では、配向制御突起６１ａの先端形状を滑らかにすることは、配向制御突起６１ａを形成する材料の選定、プロセス条件の制約から非常に難しいものとなっている。
【特許文献１】特開２００２−３５０８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、透明感光性樹脂層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行って配向制御突起を形成する配向制御突起形成工程において、段階的に透過率が変化するパターン露光領域を有する露光マスクを用いて、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って配向制御突起を形成するカラーフィルタ基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１においては、少なくとも透明基板上に黒色感光性樹脂層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス形成工程と、着色感光性樹脂層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行って複数の着色フィルタを形成する着色フィルタ形成工程と、透明電極形成工程と、透明感光性樹脂層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行って配向制御突起を形成する配向制御突起形成工程とを有するカラーフィルタ基板の製造方法において、前記配向制御突起形成工程のパターン露光に使用する露光マスクのパターン露光領域は段階的に透過率が変化するようにグラデーション処理が施されており、前記グラデーション処理が施されたパターン露光領域を有する露光マスクを用いてパターン露光、現像等のパターニング処理を行って階段状の配向制御突起５１ａを形成し、加熱フローして先端が滑らかな形状の配向制御突起５１ｂを形成することを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法としたものである。
【００１３】
また、請求項２においては、前記露光マスクのパターン露光領域は中心部の透過率が一番高く、周辺にいくに従って段階的に透過率が低くなっていることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板の製造方法としたものである。
【００１４】
さらにまた、請求項３においては、前記露光マスクのパターン露光領域は中心部の透過率が一番低く、周辺にいくに従って段階的に透過率が高くなっていることを特徴とする請
求項１に記載のカラーフィルタ基板の製造方法としたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法によると、グラデーション処理が施されたパターン露光領域を有する露光マスクを用いてパターン露光、現像等のパターニング処理を行って配向制御突起を形成することで、先端部が滑らかなテーパー形状を有する配向制御突起を容易に形成することができ、パネル化したときの配向制御突起周辺に発生する光漏れ不良を大幅に削減できる。
また、パターン露光領域のグラデーション度を変えることで、配向制御突起の形状を、先端部の滑らかな任意のテーパー形状に仕上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態につき説明する。
請求項１に係る本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、図１（ａ）〜（ｆ）及び図２（ｇ）〜（ｋ）に示すように、透明基板１１上に公知の方法でブラックマトリクス２１ｂ、赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ及び緑色フィルタ３３Ｂからなる着色フィルタ層３０、透明電極４１を形成し、グラデーション処理が施されたパターン露光領域を有する露光マスクを用いてパターン露光、現像等のパターニング処理を行って配向制御突起５１ａを形成し、配向制御突起５１ａを加熱フローすることにより、先端部が滑らかなテーパー形状の配向制御突起５１ｂを得ることができ、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）方式のＴＦＴカラー液晶ディスプレイパネルに使用した場合、配向制御突起５１ｂ周辺に発生する光漏れ不良を大幅に削減できるようにしたものである。
【００１７】
以下本発明のカラーフィルタ基板の製造方法について説明する。
図１（ａ）〜（ｆ）及び図２（ｇ）〜（ｋ）は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の一実施例を示す部分模式構成断面図である。
まず、ガラス基板等からなる透明基板１１上にアクリル系樹脂にカーボンブラックを分散した黒色の感光性樹脂をスピンナーにて塗布し、黒色感光性樹脂層２１を形成し（図１（ａ）参照）、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、ブラックマトリクス２１ｂを形成する（図１（ｂ）参照）。
ここで、ブラックマトリクス２１ｂとしては、クロム膜をフォトリソにてパターニング処して形成したものでもよい。
【００１８】
次に、アクリル系の感光性樹脂に赤色顔料（例えば、ジアントラキノン系顔料）を分散した赤色感光性樹脂溶液をスピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂが形成された透明基板１１上に塗布して赤色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使って露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、赤色フィルタ３１Ｒを形成する（図１（ｃ）参照）。
【００１９】
次に、アクリル系の感光性樹脂に緑色顔料（例えば、フタロシアニングリーン系顔料）を分散した緑色感光性樹脂溶液をスピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂ及び赤色フィルタ３１Ｒが形成された透明基板１１上に塗布して緑色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使って露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、緑色フィルタ３２Ｇを形成する（図１（ｄ）参照）。
【００２０】
次に、アクリル系の感光性樹脂に青色顔料（例えば、フタロシアニンブルー系顔料）を分散した青色感光性樹脂溶液をスピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂ、赤色フィルタ３１Ｒ及び緑色フィルタ３２Ｇが形成された透明基板１１上に塗布して青色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使って露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、青色フィルタ３３Ｂを形成し、ブラックマトリクス２１ｂが形成された透明基板１１
上に赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ及び緑色フィルタ３３Ｂからなる着色フィルタ層３０を形成する（図１（ｅ）参照）。
【００２１】
次に、着色フィルタ層３０及び透明基板１１上にスパッタリング等にて酸化インジウム錫膜からなる透明電極４１を形成する（図１（ｆ）参照）。
【００２２】
次に、透明樹脂からなるクリアレジストをスピンナーで塗布し、透明電極４１上にクリアレジスト層５１を形成する（図２（ｇ）参照）。
ここで、ネガタイプのクリアレジストとしては、アクリル系樹脂材料、ポジタイプのクリアレジストとしては、ノボラック系の樹脂材料等が挙げられる。
【００２３】
次に、透明基板７１上にグラデーション処理が施されたパターン露光領域７２を有する露光マスク７０（図３（ａ）〜（ｃ）参照）を用いてクリアレジスト層５１にパターン露光を行う（図２（ｈ）参照）。
【００２４】
ここで、グラデーション処理が施されたパターン露光領域７２を有する露光マスク７０について説明する。
図３（ａ）は、グラデーション処理が施されたパターン露光領域７２を有する露光マスク７０の模式構成断面図を、図３（ｂ）は、クリアレジスト層５１がネガタイプのレジスト用いた場合のグラデーション処理が施されたパターン露光領域７２を有する露光マスク７０ａの模式平面図を、図３（ｃ）は、クリアレジスト層５１がポジタイプのレジスト用いた場合のグラデーション処理が施されたパターン露光領域７２を有する露光マスク７０ｂの模式平面図をそれぞれ示す。
【００２５】
露光マスク７０ａは、クリアレジスト層５１にネガタイプのレジストを使用した場合のパターン露光用露光マスクの事例で、露光マスク７０ｂは、クリアレジスト層５１にポジタイプのレジストを使用した場合のパターン露光用露光マスクの事例である。
グラデーション処理が施されたパターン露光領域７２は、ここでは、階段状の配向制御突起を形成するためのパターン事例で、パターン露光領域７２のグラデーション処理は２０％の透過領域透過領域７２ｂから１００％の透過領域７２ｆまで２０％ステップで５段階のグラデーション領域を形成したものである。
【００２６】
また、露光マスク７０ａは、請求項２に係る発明の事例で、パターン露光領域７２は中心部の透過率が一番高く、周辺にいくに従って段階的に透過率が低くなっている。
露光マスク７０ｂは、請求項３に係る発明の事例で、パターン露光領域７２はは中心部の透過率が一番低く、周辺にいくに従って段階的に透過率が高くなっている
ここでは、５段階のグラデーション処理の事例を示したが、これはあくまでも一例であって、クリアレジスト材料、現像プロセス等によって任意の段階のグラデーション領域を形成することが可能である。
【００２７】
具体的には、１０μｍ幅の配向制御突起を形成しようとした場合パターン露光領域７２のグラデーション領域のステップ幅は１μｍとなり、この露光マスクを使ってクリアレジスト層５１にパターン露光した場合、図４（ａ）に示すように１μｍ幅の階段状の配向制御突起が形成されることになる。
【００２８】
パターン露光領域７２のグラデーション領域を形成する方法としては、所定の透過率を有する薄膜を形成してパターニング処理する工程を所定回数繰り返すか、遮光層をパターニングする際所定の透過率になるように網点分解してエッチングする工程を所定回数繰り返す等の方法がある。
【００２９】
次に、パターン露光されたクリアレジスト層５１を専用の現像液で現像、リンス処理を行って、階段状の配向制御突起５１ａを形成する（図２（ｉ）参照）。
ここで、階段状の配向制御突起５１ａの拡大図を図４（ａ）に示す。階段状の配向制御突起５１ａの高さｈ1は、液晶パネルのセルギャップにもよるが１．５〜２．５μｍである。
また、階段状の配向制御突起５１ａは、直線状の配向制御突起が一般的である。
【００３０】
次に、階段状の配向制御突起５１ａが形成された基板を加熱処理して、階段状の配向制御突起５１ａを熱フローさせて、先端が滑らかな形状の配向制御突起５１ｂを形成する（図２（ｉ）参照）。
ここで、滑らかな形状の配向制御突起５１ｂの拡大図を図４（ｂ）に示す。図からも分かるように、加熱処理することにより配向制御突起５１ｂの先端形状が滑らかになっている。
【００３１】
また、階段状の配向制御突起５１ａの加熱処理条件は、使用するクリアレジストによって異なるので、予め使用するクリアレジスト毎に加熱処理条件を設定する必要がある。
滑らかな形状の配向制御突起５１ｂの高さｈ2は、液晶パネルのセルギャップにもよるが１．０〜２．０μｍである。
【００３２】
上記したように、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法を適用することにより、透明基板１１上にブラックマトリクス２１ｂ、赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ及び緑色フィルタ３３Ｂからなる着色フィルタ層３０、透明電極４１及び先端が滑らかな形状の配向制御突起５１ｂが形成されたＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）方式のＴＦＴカラー液晶ディスプレイパネルに用いられるカラーフィルタ基板１００を得ることができる（図２（ｋ）参照）。
【００３３】
上記カラーフィルタ基板１００では、滑らかな形状の配向制御突起５１ｂを透明基板１１上のブラックマトリクス２１ｂ、赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ及び緑色フィルタ３３Ｂからなる着色フィルタ層３０、透明電極４１が形成されたカラーフィルタ基板上に形成した事例について説明したが、これはあくまで一例であって、透明基板１１上の透明電極４１上に直接配向制御突起５１ｂを形成する事例もあり、層構成に制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の工程の一部を示す部分模式構成断面図である。
【図２】（ｇ）〜（ｋ）は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の工程の一部を示す部分模式構成断面図である。
【図３】（ａ）は、グラデーション処理が施されたパターン露光領域を有する露光マスクの一例を示す部分模式構成断面図である。（ｂ）〜（ｃ）は、グラデーション処理が施されたパターン露光領域を有する露光マスクの一例を示す部分模式平面図である。
【図４】（ａ）は、階段状の配向制御突起の一例を示す部分模式構成断面図である。（ｂ）は、加熱処理後の先端が滑らかな形状の配向制御突起の一例を示す部分模式構成断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｇ）は、従来の配向制御突起を有するカラーフィルタ基板の製造方法の一例を示す部分模式構成断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１１……透明基板
２１……黒色感光性樹脂層
２１ｂ……ブラックマトリクス
３０……着色フィルタ層
３１Ｒ……赤色フィルタ
３２Ｇ……緑色フィルタ
３３Ｂ……青色フィルタ
４１……透明電極
５１……透明感光性樹脂層
５１ａ……階段状の配向制御突起
５１ｂ……滑らかな形状の配向制御突起
６１ａ……配向制御突起
７０、７０ａ、７０ｂ……露光マスク
７１……透明基板
７２……パターン露光領域
７２ａ……遮光領域
７２ｂ……２０％透過領域
７２ｃ……４０％透過領域
７２ｄ……６０％透過領域
７２ｅ……８０％透過領域
７２ｆ……１００％透過領域
１００、２００……カラーフィルタ基板
ｈ1……階段状の配向制御突起の高さ
ｈ2……先端が滑らかな形状の配向制御突起の高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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